本文關鍵詞：某超長重力熱管提取地熱的模擬及分析　出處：《西安工程大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：超長重力熱管提取地熱裝置是利用熱管的優(yōu)點建立起來的試驗裝置,但是在運行過程中并沒有取得良好的效果。本文采用FLUENT模擬軟件對3000m的超長重力熱管提取地熱裝置進行模擬,研究分析其中的不足之處并加以改進,并對改進后的裝置再次進行模擬,為改進后重力熱管的運行提供較可靠的預測,為超長重力熱管的改進提供理論性指導。主要研究內容為:(1)回顧了重力熱管內的對流換熱機理,介紹了超長重力熱管的工作原理,并在此基礎上總結了超長重力熱管與普通重力熱管的區(qū)別與聯(lián)系。(2)采用計算流體力學軟件(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)中的FLUENT商業(yè)軟件,對超長重力熱管進行數(shù)值模擬。首先,使用Gambit前處理軟件對熱管進行建模和劃分網(wǎng)格。其次,在FLUENT中進行邊界條件的設置,應用流體體積函數(shù)(volume of fluid,簡稱VOF)模型計算重力熱管內兩相流的流動與換熱情況,由于FLUENT中沒有提供蒸發(fā)與冷凝模型,所以使用用戶自定義函數(shù)(User-Defined-Function,簡稱UDF)定義蒸發(fā)與冷凝源項,進而計算蒸發(fā)與冷凝過程。模擬結果顯示,蒸氣上升至2693m處出現(xiàn)凝結現(xiàn)象,蒸氣的上升距離約為520m。(3)對超長重力熱管的優(yōu)化設計,根據(jù)得到的模擬結果,對超長重力熱管提取地熱裝置在以下幾個方面進行改進:1)強化沸騰換熱;2)絕熱段的絕熱處理;3)液體工質的回流;4)真空機的放置。(4)對改進后的重力熱管進行數(shù)值模擬,根據(jù)得到的結果,對改進后熱管的運行情況及蒸氣的產(chǎn)量進行預測,以推斷重力熱管的改進方案是否可行。得到改進后的重力熱管的出口處重力熱管內的蒸氣產(chǎn)量明顯增多。
[Abstract]:The super-long gravity heat pipe extraction device is a test device based on the advantage of heat pipe. However, no good results have been achieved in the process of operation. In this paper, FLUENT simulation software is used to simulate the geothermic equipment of 3000m super-long gravity heat pipe extraction. The shortcomings are analyzed and improved, and the improved device is simulated again, which provides a reliable prediction for the operation of the improved gravity heat pipe. This paper reviews the convection heat transfer mechanism in the gravity heat pipe and introduces the working principle of the super long gravity heat pipe. On this basis, the difference and relation between super long gravity heat pipe and ordinary gravity heat pipe are summarized. Computational Fluid Dynamics. The FLUENT commercial software in CFDs is used to simulate the super-long gravity heat pipe. Firstly, the Gambit pre-processing software is used to model and mesh the heat pipe. The flow and heat transfer of two-phase flow in gravity heat pipe are calculated by using the volume of fluid volume of fluid model in FLUENT. Because the evaporation and condensation model is not available in FLUENT, the user-defined function is used to define the User-Defined-Function. UDF defines the source term of evaporation and condensation and then calculates the process of evaporation and condensation. The simulation results show that condensation occurs at 2693 m. The rising distance of steam is about 520m.m3) the optimum design of super long gravity heat pipe is obtained according to the simulation results. In this paper, the superlong gravity heat pipe extraction device is improved in the following aspects: 1) enhanced boiling heat transfer; 2) adiabatic heat treatment; 3) reflux of liquid working fluid; 4) the vacuum machine is placed. (4) numerical simulation of the improved gravity heat pipe is carried out. According to the results obtained, the operation of the improved heat pipe and the output of steam are predicted. In order to infer whether the improved scheme of gravity heat pipe is feasible or not, the steam production in gravity heat pipe at the outlet of the improved gravity heat pipe is obviously increased.
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK172.4

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本文編號：1419825